Como almacenar hidróxeno?

2005/09/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Energia berriztagarriak

Moitas empresas automobilísticas han desenvolvido coches con pilas de combustible de hidróxeno, pero aínda non os vemos na rúa.

Un equipo de investigadores da Universidade Pública de Navarra está a deseñar e desenvolvendo materiais adsorbentes paira o almacenamento de hidróxeno. Este equipo de investigadores está dirixido por Antonio Gil e Sophia Korili.

De feito, o almacenamento de hidróxeno é una clave fundamental nos automóbiles que utilicen este elemento como combustible. De feito, ademais de ser inflamable, o hidróxeno é un gas moi lixeiro e una cantidade moi pequena ocupa un volume enorme. Por iso, é moi difícil atopar a maneira de levar os coches nun coche de hidróxeno suficiente paira moverse.

Polo demais, o hidróxeno é un combustible limpo, xa que ao queimarse só se produce auga. Sendo tan pequena a súa masa, pode achegar máis enerxía que calquera outro elemento, ademais de enerxía limpa. E pode substituír aos derivados de combustibles fósiles como a gasolina ou o gasóleo. Con todo, na natureza é escasa en liberdade e non hai máis remedio que producir polas canles transversais. En xeral, os combustibles fósiles e a auga son os puntos de partida habituais.

Hidróxeno como combustible

Actualmente a produción de hidróxeno é bastante custosa, pero tecnicamente non é un problema. Até o momento, o hidróxeno obtívose tanto polo reformado catalítico como pola electrólise da auga.

O problema é que se xeran en grandes cantidades e que se almacenan e transportan sen perigo.

En condicións normais, o hidróxeno atópase en estado gaseoso, polo que paira almacenar una gran cantidade de gas nun pequeno volume é necesario aumentar a presión. Si quérese manter a menor presión, a temperatura de almacenamento debe reducirse drasticamente. Ambas as situacións xeran problemas tecnolóxicos e de seguridade, entre outros.

Absorción física

O almacenamento de hidróxeno pódese realizar presurizado, licuado, almacenado como hidruro metálico e adsorbido fisicamente en materiais adecuados.

Esta é a táboa paira as fotos que se aliñan á dereita

E que é a absorción? Na superficie dun sólido, as moléculas dun gas ou líquido quedan atrapadas sen reaccións químicas. Utilízase paira separar sustancias (tantos gases como líquidos) dunha mestura ou disolución. É o método que se está desenvolvendo na Universidade Pública de Navarra. En concreto, utilizan materiais nanoporosos de poros de entre 0 e 10 e 6 metros.

O equipo investigador traballa con tres materiais: carbón activo, zeolitas e arxila. Todos estes materiais cumpren catro requisitos: teñen resistencia mecánica, son seguros e son lixeiros e económicos.

O almacenamento baseado na absorción física proporciona una maior eficiencia enerxética que o resto de métodos. Non hai reacción química e recupérase o 100% do hidróxeno adsorbido.

O hidróxeno pasa do estado gaseoso ao estado líquido a -253º C. Loxicamente, en estado líquido o hidróxeno é máis manexable, pero esta baixa temperatura non se alcanza de calquera xeito. Por tanto, outra opción é traballar con nitróxeno líquido. O nitróxeno é líquido a -196 ºC e actualmente é economicamente viable alcanzar dita temperatura.

Nestas condicións e coa axuda dun material microporoso facilítase a absorción física e almacénase o hidróxeno coma se estivese case en estado líquido. O proceso de liberación de hidróxeno adsorbido fisicamente é rápido, xa que se trata de pequenas variacións de presión e/ou temperatura.

O hidróxeno será o combustible do futuro? Debido á súa abundancia e lixeireza, pode ser adecuada, pero paira iso é necesario atopar una ruta adecuada e económica paira a súa produción e conservación.

Posible impacto do hidróxeno

O hidróxeno pode ser substituto das fontes enerxéticas actuais, segundo os expertos. O uso deste gas como combustible, é dicir, a oxidación do hidróxeno, ten una gran esperanza pola xeración de auga neste proceso. Isto significa que non se xeran residuos perigosos, polo que se trata dun combustible limpo paira o medio ambiente. Pero agora hai científicos que teñen dúbidas sobre esta idea.

Que pasaría si o hidróxeno fose nosa principal fonte de enerxía? Neste caso habería que queimar moito hidróxeno, paira o que habería que adaptar completamente as infraestruturas. Non é o mesmo facer probas a pequena escala, por exemplo nun laboratorio, que producir hidróxeno en grandes cantidades. A produción industrial, en definitiva, non é do todo eficiente e as emisións de hidróxeno á atmosfera serían elevadas. A determinación das consecuencias que iso comportaría non é una tarefa sinxela, xa que a influencia do hidróxeno está moi influenciada por moitos factores. Con todo, os expertos consideran que dunha ou outra maneira podería causar danos ao medio ambiente (atmosfera, capa de ozono, etc.).